(57)【要約】【課題】  電子回路基板を保護して、電子回路基板の絶縁耐圧性や防塵性の向上、また、防水性、防湿性の向上を与えることができるセンサ付軸受装置を提供する。【解決手段】  固定輪１３と、回転輪１４と、該固定輪１３と該回転輪１４の間に配置された複数の転動体１５とを有する転がり軸受１１と、前記回転輪１４と共に回転可能な磁石１９と、前記固定輪１３側に取り付けられる磁気感応センサ２０と、前記磁気感応センサ２０を接続する電子回路基板２１と、を備えるセンサ付軸受装置１０であって、前記電子回路基板２１は、保護材２４によって被覆される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定輪と、回転輪と、該固定輪と該回転輪の間に配置された複数の転動体とを有する転がり軸受と、前記回転輪と共に回転可能な磁石と、前記固定輪側に取り付けられる磁気感応センサと、前記磁気感応センサを接続する電子回路基板と、を備えるセンサ付軸受装置であって、
前記電子回路基板は、保護材によって被覆されることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項２】
前記電子回路基板を覆い、前記固定輪に外嵌固定されるセンサカバーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項３】
前記保護材は、電気絶縁性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項４】
前記保護材は、防水性、防湿性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項５】
前記保護材は、前記電子回路基板と前記センサカバーの間に位置するように、前記電子回路基板に塗布されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のセンサ付軸受装置
【請求項６】
前記センサカバーに内嵌固定されるセンサハウジングをさらに備え、
前記磁気感応センサと前記電子回路基板は、前記センサハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
【請求項７】
前記センサカバーは、導電性を有する材料からなり、前記センサハウジングは、電気絶縁性を有する材料からなることを特徴とする請求項６に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項８】
前記センサカバーは、前記固定輪に加締めて固定されると共に、
前記磁石は、前記回転輪に加締めて固定される磁石保持部材に取り付けられることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
【請求項９】
前記磁石を備える前記磁石保持部材と、前記磁気感応センサと、前記センサハウジングによってラビリンスシールが形成されることを特徴とする請求項８に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項１０】
前記回転輪と前記固定輪の間隙を封止するシール部材を有し、該シール部材、前記転動体、前記磁石と前記磁気感応センサからなる信号検出部、前記電子回路基板、前記保護材及び、前記センサカバーが軸方向に順に配置されていることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両や自動車等に組み込まれる転がり軸受の回転速度を検出するためのセンサを備えたセンサ付軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のセンサ付軸受装置としては、例えば図２に示すものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このセンサ付軸受装置は、外輪１０１と内輪１０２との間に複数の転動体１０３が保持器１０４を介して円周方向に転動可能に配設され、外輪１０１の軸方向一端部の内周面に形成された周溝１０５ａに密封装置１０６が装着された転がり軸受１０７と、該転がり軸受１０７の軸方向他端部側に配置された速度検出装置１０８とを備えている。
【０００４】
この速度検出装置１０８は、速度パルス発生面を軸方向外方に向けて配置された多極磁石製エンコーダ１１０と、該エンコーダ１１０に対して軸方向に平面対向して配置された速度センサ１１１とを備える。エンコーダ１１０は、内輪１０２の端部外周面に金属スクリーン１０９を介して取り付けられ、速度センサ１１１はセンサキャリヤ１１２内に収容された状態で保持装置１１３によって保持される。保持装置１１３は、外輪１０１の軸方向他端部の内周面に形成された周溝１０５ｂに溶接等によって固定される。
【特許文献１】特開平７−３１１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のセンサ付軸受装置において、速度センサ１１１は速度検出装置１０８の外部に露出しており、速度センサ１１１に結線される電子回路基板の保護は考慮しておらず、電子回路基板の絶縁耐圧性や防塵性の向上、さらには、防水性、防湿性の向上に対して対策が施されていなかった。
【０００６】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、電子回路基板を保護して、電子回路基板の絶縁耐圧性や防塵性の向上、また、防水性、防湿性の向上を与えることができるセンサ付軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）  固定輪と、回転輪と、該固定輪と該回転輪の間に配置された複数の転動体とを有する転がり軸受と、前記回転輪と共に回転可能な磁石と、前記固定輪側に取り付けられる磁気感応センサと、前記磁気感応センサを接続する電子回路基板と、を備えるセンサ付軸受装置であって、
前記電子回路基板は、保護材によって被覆されることを特徴とするセンサ付軸受装置。
（２）  前記電子回路基板を覆い、前記固定輪に外嵌固定されるセンサカバーをさらに備えることを特徴とする（１）に記載のセンサ付軸受装置。
（３）  前記保護材は、電気絶縁性を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載のセンサ付軸受装置。
（４）  前記保護材は、防水性、防湿性を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載のセンサ付軸受装置。
（５）  前記保護材は、前記電子回路基板と前記センサカバーの間に位置するように、前記電子回路基板に塗布されることを特徴とする（２）〜（４）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置
（６）  前記センサカバーに内嵌固定されるセンサハウジングをさらに備え、
前記磁気感応センサと前記電子回路基板は、前記センサハウジングに取り付けられることを特徴とする（２）〜（５）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
（７）  前記センサカバーは、導電性を有する材料からなり、前記センサハウジングは、電気絶縁性を有する材料からなることを特徴とする（６）に記載のセンサ付軸受装置。
（８）  前記センサカバーは、前記固定輪に加締めて固定されると共に、
前記磁石は、前記回転輪に加締めて固定される磁石保持部材に取り付けられることを特徴とする（２）〜（７）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
（９）  前記磁石を備える前記磁石保持部材と、前記磁気感応センサと、前記センサハウジングによってラビリンスシールが形成されることを特徴とする（８）に記載のセンサ付軸受装置。
（１０）  前記回転輪と前記固定輪の間隙を封止するシール部材を有し、該シール部材、前記転動体、前記磁石と前記磁気感応センサからなる信号検出部、前記電子回路基板、前記保護材及び、前記センサカバーが軸方向に順に配置されていることを特徴とする（２）〜（９）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のセンサ付軸受装置によれば、磁気感応センサを接続する電子回路基板が保護材に被覆されているので、電子回路基板の絶縁耐圧性を向上することができ、また、電子回路基板の防塵性を向上することができる。さらに、電子回路基板を被覆する保護材が防水性、防湿性を有することで、電子回路基板の防水性、防湿性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のセンサ付軸受装置に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態のセンサ付軸受装置１０は、ハウジング（不図示）に対して回転軸（不図示）を回転可能に支持する転がり軸受１１と、転がり軸受１１の回転速度を検出する速度検出装置１２と、を備える。
【００１１】
転がり軸受１１は、固定輪である外輪１３と、回転輪である内輪１４と、外輪１３の外輪軌道面１３ａと内輪１４の内輪軌道面１４ａとの間に転動可能に配置された複数の転動体１５と、複数の転動体１５を円周方向に所定の間隔で保持する複数のポケットを有する保持器１６と、外輪１３の軸方向一端部の内周面に形成された周溝１７に装着されるシール部材１８とを有する。
【００１２】
速度検出装置１２は、内輪１４と共に回転可能な多極磁石１９と、外輪１３側に固定されるセンサカバー２３と、センサカバー２３に内嵌固定されるセンサハウジング２２に取り付けられる磁気感応センサ２０及び電子回路基板２１と、電子回路基板２１を被覆するコーティング材やポッティング材からなる保護材２４とを有する。
【００１３】
多極磁石１９は、円周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されている断面矩形状のリング状部材である。また、多極磁石１９は、内輪１４の軸方向一端部に加締めて取り付けられる磁石保持部材２５に接着等で取り付けられ、内輪１４から軸方向に突出するように配置される。
なお、多極磁石１９としては、例えばネオジやフェライト磁石の金属磁石やプラスチック磁石等を使用することができる。
【００１４】
センサカバー２３は、アルミニウム合金またはスチール等の導電性を有する薄板の材料からなり、断面略Ｌ字状に形成される。センサカバー２３は、センサハウジング２２にセットされた電子回路基板２１を覆うと共に、外輪１３に外嵌させて、その外嵌させた環状部分を径方向に複数箇所加締めることによって、外輪１３に固定される。アルミニウム合金またはスチール等の導電性を有する薄板の材料を用いることにより、外輪への嵌合が容易に確実に行われるとともに、外部からのノイズに対するシールド効果を有することにより、信頼性が向上する。
【００１５】
センサハウジング２２は、樹脂等の電気絶縁性を有する材料からなり、センサカバー２３と共に電子回路基板２１を収容する空間を形成するように、センサカバー２３に内嵌固定される。センサハウジング２２は、断面略Ｌ字状に形成され、軸方向内側面に、多極磁石１９を包囲するように環状溝２６が、軸方向外側面に、電子回路基板２１に接続されるケーブル２８を収容するためのケーブル取出部２９が、さらに、磁気感応センサ２０を挿通するため軸方向に貫通するセンサ孔２７が設けられる。
なお、センサハウジング２２に使用する樹脂としては、例えばエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳ，６６ナイロン，４６ナイロン等を使用することができ、この場合、ガラスファイバー等を入れて強度を向上させるようにしてもよい。
【００１６】
電子回路基板２１は、表面に電子部品及び電子回路を有する円弧状のプリント基板で、センサハウジング２２の軸方向外側面に取り付けられる。また、電子回路基板２１の裏面には、磁気感応センサ２０と、磁気感応センサ２０が検知した検出信号を外部へ送信するケーブル２８が半田により接続されている。
なお、電子回路基板２１の円周方向の長さは、装備される電子部品の大きさによって適宜決定される。
【００１７】
磁気感応センサ２０は、センサ孔２７に挿通されることで環状溝２６内に突出し、多極磁石１９と径方向に周対向するように配置されるもので、多極磁石１９と共に信号検出部３０を構成する。
なお、環状溝２６は、多極磁石１９を包囲するように形成されており、センサハウジング２２の環状溝２６と、環状溝２６内に突出する磁気感応センサ２０と、多極磁石１９が取り付けられた磁石保持部材２５とで、ラビリンスシール３１を形成し、塵埃や水分等が装置内へ浸入するのを防止している。
【００１８】
このように構成されたセンサ付軸受装置１０は、内輪１４の回転と共に多極磁石１９が回転して、多極磁石１９と磁気感応センサ２０が対向する部分の磁束を変化させる。磁気感応センサ２０は、この磁束の変化を検出し、検出信号を、電子回路基板２１及びケーブル２８を介して外部へ送信することで、転がり軸受１１の回転速度が検出される。
【００１９】
ここで、本実施形態では、電子回路基板２１の上面に保護材２４が塗布されており、電子回路基板２１とセンサカバー２３との導通を防止している。この保護材２４は、少なくとも半田部分、電子部品及び電子回路上に塗布されていればよく、電子回路基板２１上面全体に塗布されていてもよい。また、保護材２４は、電子回路基板２１上面にのみ被覆しているが、防塵、防水及び防湿等を考慮すると、基板全面を被覆してもよい。
保護材２４は、シリコン樹脂等の電気絶縁性の高い材料からなり、体積抵抗率が１．０×１０９（Ω・ｍ）以上のものが好ましい。また、電子回路基板２１の防水及び防湿を考慮する場合は、保護材２４に防水性、防湿性の高い材料を使用することが好ましいが、シリコン樹脂はこの特性も兼ね備える。
【００２０】
また、センサ付軸受装置１０は、シール部材１８、転動体１５、多極磁石１９と磁気感応センサ２０からなる信号検出部３０、電子回路基板２１、保護材２４及びセンサカバー２３が軸方向に順に配置されており、コンパクトな部品配置のセンサ付軸受装置を実現している。このとき、前述のように、磁気感応センサ２０と多極磁石１９を径方向に対向することにより軸方向寸法を小さくすることができる。
【００２１】
従って、センサ付軸受装置１０は、磁気感応センサ２０を接続する電子回路基板２１を保護材２４で被覆しているので、電子回路基板２１の絶縁耐圧性を向上することができ、これにより、電子回路基板２１とセンサカバー２３との絶縁抵抗を高めることができ、より安全な製品を提供することができる。また、電子回路基板２１を塵埃から保護することができるので、塵埃に起因する不具合を未然に防止することができる。
【００２２】
また、センサ付軸受装置１０は、電子回路基板２１を被覆する保護材２４に、防水性、防湿性が高い材料を使用することで、半田や電子部品、基板表面の配線パターンや基板自体を水分、湿度から保護することができ、これにより、半田の酸化、電子部品や基板劣化を防ぐことができ、より信頼性の高い長寿命な製品を提供することができる。
【００２３】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、センサに磁気感応センサを使用した場合を示すが、本発明はこれに限定されず、振動センサや温度センサ等の他のセンサ、または、他の電子部品を使用した場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、本実施形態は、内輪を回転輪とした場合を示すが、外輪を回転輪とした場合にも本発明を適用することができる。
また、本発明は、玉軸受に限定するものではなく、円すいころ軸受や円筒ころ軸受でも良い。
【００２５】
その他、転がり軸受、多極磁石、磁気感応センサ、電子回路基板、保護材、センサカバー、センサハウジング及び磁石保持部材の各部材の材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態であるセンサ付軸受装置を説明するため断面図である。
【図２】従来のセンサ付軸受装置を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    センサ付軸受装置
１１    転がり軸受
１２    速度検出装置
１３    外輪（固定輪）
１４    内輪（回転輪）
１５    転動体
１６    保持器
１７    周溝
１８    シール部材
１９    多極磁石
２０    磁気感応センサ
２１    電子回路基板
２２    センサハウジング
２３    センサカバー
２４    保護材
２５    磁石保持部材
２６    環状溝
２７    センサ孔
２８    ケーブル
２９    ケーブル取出部
３０    信号検出部
３１    ラビリンスシール
【図１】
2006189101.tif 000003
【図２】
2006189101.tif 000004